地球/4h. 什麼是風?
風本質上是空氣從地球表面高壓區流向低壓區的流動。天氣預報經常討論氣壓讀數,指示地球上任何時刻經歷高壓或低壓的區域。空氣湧向低壓,因此在氣壓計上顯示低壓讀數的區域比經歷高氣壓的區域風更大。這些氣壓梯度導致了地球表面經歷的大部分天氣。

天氣預報通常會在天氣圖上突出顯示高壓和低壓區域,以指示從各個氣象站獲取的氣壓記錄。等壓線被繪製在天氣圖上以指示等壓線。等壓線是等氣壓線,氣壓讀數沒有變化。從理論上講,氣團通常會從高壓區垂直於等壓線流向低壓區,但也受到地球軌道旋轉的影響;科里奧利力。等壓線間距很小表明氣壓梯度非常高,將產生最強的風,而間距較大的等壓線將產生較弱的風,因為氣壓梯度較緩。氣象學家繪製來自廣泛氣象站網路的氣壓讀數,以生成等壓線圖,以識別正在發展的大風風暴。

一個地轉風是由於氣壓梯度力和科里奧利力之間完全平衡而產生的理論風,稱為地轉平衡。地轉風最初垂直於等壓線方向,但隨著運動也依賴於科里奧利力,風轉向導致地轉風遵循與等壓線平行的方向,因為它們流向低氣壓區。地轉風發生在對流層較高處,那裡的摩擦和由於地形和地勢變化而導致的海拔變化不會干擾大氣中空氣的運動。

有不同的方法可以測量風向和風速。通常安裝在屋頂上的風向標在一個杆子上樞轉,以指示盛行風向。風向以它起源的方向表示,因此西風是指從西向東吹的風,而北風是指從北向南吹的風。風袋也被用來指示風向和相對風速,因為它們從遠處更易於觀察,它們被用於機場和直升機停機坪。氣象站通常有一個風速計,它是由旋轉的螺旋槳或杯子組成的,可以更準確地確定風速。

在地球上,風速平均約每小時 10 英里(每小時 16 公里),通常被描述為平靜或微風。地球上記錄的最高風速已超過每小時 200 英里(每小時 322 公里),強風風暴的範圍從每小時 31 英里(每小時 50 公里)到每小時 73 英里(每小時 117 公里)。在強烈的颶風和龍捲風中觀察到更高的風速,從每小時 75 英里到超過每小時 200 英里,這些風暴會造成相當大的破壞。蒲福風級是由水手使用的風速等級,範圍從 0 到 17,12 及以上的值表示在氣旋和其他風暴中觀察到的高風速。該等級是 0-平靜,1-微風,2-輕風,3-和風,4-清風,5-強風,6-疾風,7-大風,8-狂風,9-烈風,10-風暴,12-颶風,12 到 17 表示颶風強度的風。

上升氣流是由於受熱的氣團上升,導致上升氣流正下方出現低壓。空氣流入上升氣流正下方的低壓空間,導致觀測到強風。同樣,下降氣流是由於冷卻的氣團下沉,導致下沉氣流正下方出現高壓。這些運動導致收斂和發散流,或反氣旋或氣旋。由於科里奧利效應,風將形成螺旋運動。在北半球,流入的低壓系統(氣旋)將逆時針旋轉,而流出的高壓系統(反氣旋)將順時針旋轉。這類似於在大型兒童游泳池中進行的排水實驗中液態水的流動。

氣旋和反氣旋都可以很大或很小,但由於低壓氣旋,風匯聚並形成大型風暴,產生大量的降雨和降雪。這種降水是由於空氣向上衝入旋轉的氣旋,在穿過水汽飽和壓力時膨脹而冷卻,導致雨或雪落下。在反氣旋中,空氣將從高壓系統的中心發散,這會使地球表面乾燥,因為空氣相對於水汽是未飽和的。高壓反氣旋不會導致雨或雪,但通常代表晴朗乾燥的天氣,並且與炎熱的夏季的熱浪有關。
由於其大量的降雨和降雪以及高風速,低壓系統氣旋經常造成破壞。超級單體是積雨雲,它們導致風在雷雲形成中上升,產生中尺度氣旋(中等大小的氣旋)。這些風暴經常在穿越景觀時導致龍捲風、旋風和塵捲風。較大的氣旋根據其形成的位置被賦予當地名稱。颶風是用來指北大西洋(有時也指東北太平洋)的大型氣旋的名稱,而颱風是用來指西北太平洋沿亞洲和日本海岸的大型氣旋的名稱。在印度洋,這些風暴被稱為熱帶氣旋。

地形,例如山脈、山谷和峽谷,會導致風與地形的獨特相互作用,從而產生摩擦和流動變化。其中最重要的是空氣團在大型山脈上發生的地形抬升。這尤其影響氣候,因為山脈會限制大型空氣團的運動。當來自海洋盆地的潮溼空氣上升到山頂時,就會形成 **雨影**。絕熱遞減率導致空氣膨脹冷卻,當水汽飽和蒸汽壓達到時,就會形成雲和降雨。這些面向海洋水域的山坡由於頻繁的暴雨和雲層覆蓋而變得非常溼潤。美國西北部因雨影效應而格外茂盛,然而,當這些氣團越過山脈時,由於絕熱遞減率,空氣會收縮和升溫,導致遠側空氣相對於水汽不飽和。這些幹風會導致山的背風坡比面向海洋盆地的山坡明顯乾燥。這些幹風在北美被稱為 **奇努克** 風,即“食雪風”,在歐洲被稱為 **焚風**,這些風由於從鄰近山脈下降而變得不飽和並升溫。這些風會融化並蒸發山坡背風坡的積雪。
**瓦薩奇風** 出現在猶他州,是由乾燥的西風從大盆地沙漠的乾旱反氣旋或高壓區吹入瓦薩奇山前沿的狹窄峽谷造成的。這些風在全球範圍內被稱為噴射效應風,它們在山地峽谷中可以達到很高的速度。
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